自考现代设计方法简答题(优选.)
自考《现代设计方法》试题及答案
三、计算题101. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）。
342)(min 2+-=x x x f ，给定初始区间[][]3,0,=b a ，取1.0=ε。
1. 解：第一次缩小区间043.1,146.1)03(382.0011==-⨯+=f x459.2,854.1)03(618.0022==-⨯+=f x由于21f f <，故新区间[][][]854.1,0,,2==x a b a因为1.0854.1>=-a b ，所以应继续缩小区间。
第二次缩小区间令043.1,146.11212====f f x x171.1,708.0)0854.1(382.0011==-⨯+=f x由于21f f >，故新区间[][][]854.1,708.0,,1==b x b a因为1.0146.1>=-a b ，所以应继续缩小区间。
第三次缩小区间令043.1,146.12121====f f x x346.1,416.1)708.0854.1(618.0708.022==-⨯+=f x由于21f f <，故新区间[][]416.1,708.0,2=x a 因为1.0708.0>=-a b ，所以应继续缩小区间。
102. 用黄金分割法求解以下问题（缩小区间三次）32)(min 2+=x x f ，给定[][]2,1,-=b a ，取1.0=ε2. 解：第一次缩小区间043.3,146.03382.0111==⨯+-=f x459.4,854.03618.0122==⨯+-=f x由于21f f <，故新区间[][][]854.0,1,,2-==x a b a因为1.0854.1>=-a b ，所以应继续缩小区间。
第二次缩小区间令043.3,146.01212====f f x x171.3,292.0854.1382.0111=-=⨯+-=f x由于21f f >，故新区间[][][]854.0,292.0,,1-==b x b a因为1.0146.1>=-a b ，所以应继续缩小区间。
《现代设计方法》考题及答案
《现代设计方法》考题及答案机械与自动化学院普通硕士研究生《现代设计方法》考试试题姓名：专业：研究方向：成绩：一、填空题(每题1分,共15分)1、现代设计所指的新兴理论与方法包括（现代设计方法学、计算机辅助设计技术、可信性设计技术）等等。
2、优化设计是(以数学规划理论为基础，以计算机为工具，优化设计参数)的一种现代设计方法。
3、功能设计法的基本过程包括（任务抽象、功能分解、功能载体、载体组合、方案评价）。
4、功能分解的常用方法有（按解决问题的因―果关系，或手段―目的关系分解；、按产品工艺过程的空间顺序或时间顺序分解；）。
5、解决供求矛盾的措施有（互换性原理、组合机床、系列化、通用化、标准化）。
6、模块化设计可分类成（横系列模块化、纵系列模块化、跨系列、全系列模块化、跨类模块化）。
7、模块的划分将影响（模块通用性、产品性能、产品外观、产品成本）。
8、遗传算法是一种（模拟生物进化过程）的搜索算法。
9、遗传算法最常用和基本的选择方法（选择算子）是（适应度比例选择）。
10、遗传算法中采用罚函数法的目的是（对违背约束条件的情况给予惩罚，并将此惩罚体现在目标函数设计中。
2.2）。
11、遗传算法常用的编码方法有(二进制编码二进制编码方法、格雷码编码方法、实数编码、多参数级联编码)等等。
12、神经网络的样本数据应包括（训练样本数据和检验样本数据）。
13、当神经网络的样本数据不在[0～1]范围内时，应对数据进行（归一化）处理。
14、前馈型人工神经网络包括（1、线性阈值单元组成的前馈网络2、非线性单元组成的前馈网络输入层、隐层和输出层）3章。
15、神经网络的学习规则有（Hebb学习规则、感知器（perceptron）学习规则、Delta学习规则、Widrow-Hoff 学习规则）2章。
二、选择题(每题1分,共10分)1、在遗传算法中，若两个个体的二进制编码为01111、*****，以这两个个体为双亲，随机地选一个交叉点（如第二点），交叉点后的基因链码相互交换，从而产生两个新个体作为后代。
自考《现代设计方法》试题及答案
四川自考《现代设计方法》习题一、单选题1. 在CAD使用中，为了方便定义图形通常采用不同坐标系，在以下坐标系中，坐标系的定义域是连续且无界的是（A）A.世界坐标系B.显示器坐标系C.规格化设备坐标系D.绘图仪坐标系2.工程数据处理中，使用线性插值法完成（A ）A.一元插值B.二元插值C.曲线拟合D.曲线绘制3.三维几何造型是CAD中的一种（A ）A.图形处理技术B.工程分析技术C.文档处理技术D.软件设计技术4. CAD系统中，支撑用户进行CAD工作的通用性功能软件是（B ）A.系统软件B.支撑软件C.专用操作软件D.专用应用软件5.若在CAD系统中，固定窗口参数，同时缩小视区高度和宽度，则视图内图形（B ）A.比例增大B.比例缩小C.左右移动D.上下移动6. CAD系统中不是按其描述和存储内容的特征划分的几何模型（D ）A.线框几何模型B.表面几何模型C.实体几何模型D.曲面几何模型7.世界坐标系、设备坐标系、规格化坐标系的转换关系是（C ）A．WC→DC→NDC B．NDC→DC→WC C．WC→NDC→DCD ．DC →WC →NDC8. 参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的（ A ）A ．相似性B ．多样性C ．个别性D ．特殊性9. 下列设备不属于CAD 作业输入设备的，有（ A ）A ．绘图仪B ．键盘C ．数字化仪D ．光笔10. 为使窗口—视区变换后的图形在视区中输出而不失真，则（ C ）A ．yb xl W W =yb xl V VB ．yt xr W W =yt xr V VC ．ybyt xl xr W W W W --=yb yt xl xr V V V V -- D ．yt xr yb xl V V W W --=yt xr yb xl W W V W -- 11. 平面问题的弹性矩阵与材料的（ D ）A.弹性模量有关，泊松比无关B.弹性模量无关，泊松比有关C.弹性模量和泊松比都无关D.弹性模量和泊松比都有关12. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s n m l r j i h q f e dp c b a T ，中l 表示产生的（D ）A.比例变换B.对称变换C.错切变换D.平移变换13. 二维图形比例变换矩阵中⎥⎦⎤⎢⎣⎡=d a T 00，可有（C ） A.a=0,d=1 B. a=1,d=0 C. a=d=1 D. a=d=014. 已知变换矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100020001T ，则图形将在（ B ） A ．X 方向放大2倍 B ．Y 方向放大2倍 C ．X 方向平移2 D ．Y 方向平移215. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s n m l r j i h q f e d p c b a T 中，[l m n ]表示产生（ D ） A ．比例变换 B ．对称变换 C ．错切变换 D ．平移变换16. 一个多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，则该点为极小点的充分条件是（ B ）A.0*)(=∇x FB.0*)(=∇x F ，H(x*)正定C.H(x*)＝0D.0*)(=∇x F ，H(x*)负定17. 内点罚函数法的特点是（ B ）A.能处理等式约束问题B.初始点必须在可行域内C. 初始点可以在可行域外D.后面产生的迭代点序列可以在可行域外18. 对于一个无约束优化问题，若其一阶、二阶偏导数易计算，且计算变量不多(n ≤20)，宜选用的优化方法是（ A ）A.拟牛顿法 B.变尺度法 C.0.618法 D.二次插值法19. 设计体积500cm 3的圆柱形包装盒，按用料最省的原则要确定其高度H 和直径D ，其设计变量是（ B ）A.重量 B.直径 C.面积 D.体积20. 多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，0*)(=∇x F ，H(x*)负定，则该点为F(X)的（ A ）A.极大值点B. 极小值点C.鞍点D.不连续点21. 在单峰搜索区间[x 1, x 3](x 1<x 3)内，取一点x 2，用二次插值法计算得x 4 (在[x 1,x 3]内，若x 2>x 4,并且函数F(x 4)<F(x 2)，则取新区间为（C ）A. [x1, x4]B. [x2, x3]C. [x1, x2]D. [x4, x3]22. 下列特性中，梯度法不具有的是（ A ） A.二次收敛性 B.要计算一阶偏导数C.对初始点的要求不高D.只利用目标函数的一阶偏导数值构成搜索方向23. 对于极小化F(x)，而受限于约束g μ(x)≤0(μ= 0,1,2,…,m)的优化问题，其内点罚函数表达式为（ A ） A.∑=-=Φm k k X g r X F rX 1)()()(/1)(),(μμ B.∑=+=Φm k k X g r X F r X 1)()()(/1)(),(μμ C.∑=-=Φm k k X g r X F r X 1)()()](,0max [)(),(μμ D.∑=-=Φmk k X g r X F r X 1)()()](,0min[)(),(μμ 24. 设X =(X 1, X 2,…, X n )，R n 为维欧氏空间，则下述正确的是（A ）A ．设计空间是 n 维欧氏空间R nB ．设计空间是 n 维欧氏空间R n 中落在可行域内的部分C ．设计变量在具体设计问题中的迭代值是唯一的D ．设计变量是指设计对象中用到的所有变量25. 函数22),(1323121+-+=x x x x x F 在点T x }2,1{=处的梯度是（ A ）A. T }12,1{B.T }1,8{C. T }3,1{D.T }8,0{26. 对于 n 维正定二次函数，沿一组共轭方向依次作一维搜索，当达到极值点时，最多需要搜索（B ）A．n＋1 次B．n次C．n－1次D．2n次27.函数F(X)为在区间［10，20］内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点13和16，若F(13)＜F(16)，则缩小后的区间为（C ）A．［13，16］B．［10，13］C．［10，16］D．［16，20］28.梯度法与变尺度法所具有的收敛性分别为（C ）A．一次收敛性．一次收敛性B．二次收敛性．二次收敛性C．一次收敛性．二次收敛性D．二次收敛性．一次收敛性29.设F(X)为区间(0,3)上的单峰函数，且F(1)=2、F(2)=1.5，则可将搜索区间(0,3)缩小为（D ）A．(0,2) B．(1,2) C．(2,3) D．(1,3)30.求f(x1,x2)＝2x12-8x1+2x22-4x2+20的极值及极值点（B ）A. x*=[1，1]T12B. x*=[2，1]T10C. x*=[2，2]T12D. x*=[1，0]T1431.串联系统的失效模式大多服从（D ）A.正态分布B.对数正态分布C.指数分布D.威布尔分布32.抽取100只灯泡进行实验，灯泡工作到50小时有12只损坏，工作到70小时有20只损坏，从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度是（C ）A.0.006B.0.004C.0.01D.0.1233.由三个相同的元件组成的并联系统，系统正常工作的条件是至少有两个元件处于正常工作状态，每个元件的可靠度为R=0.9，则系统的可靠度为（A ）A.0.972B.0.99C.0.999D.0.999734.当转换开关的可靠度为1时，非工作冗余系统的可靠度为R1, 工作冗余系统的可靠度为R2，则R1与R2之间的关系为（B ）A. R1＜R2 B. R1＞R2 C. R1= R2 D. R1≤R235.下列可靠性指标关系式不正确的是（C ）A．dt tdF tf )()(=B．1)()(=+tFt R C．⎰∞=tdtttftR)()(D．⎰∞=)(dtttfT36.正态分布中的标准差是（A ）A.表征随机变量分布的离散程度B.表征随机变量分布的集中趋势C.决定正态分布曲线的位置D.影响正态分布曲线的对称性37.若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T可表为（D ）A.⎰t dt t f0)( B.⎰∞t dt t f)( C.⎰∞t dt t ftf)()( D.⎰∞0)(dt t tf38.随机变量A和B均服从正态分布，即A=N(μ1,σ1)；A=N(μ2,σ2),则随机变量A在(μ1-2σ1)～(μ1-σ1)之间分布的百分数与随机变量B在(μ2+σ2)～(μ2+2σ2)之间分布的百分数（D ）A.之比为-σ1/σ2B.之比为σ1/σ2C.之比为-σ2/σ1D.相等39.标准正态分布是定义为（C ）A.μ＝1，σ＝0.5的正态分布B.μ＝1，σ＝1的正态分布C.μ＝0，σ＝1的正态分布D.μ＝0.5，σ＝1的正态分布40.零件的强度和应力均服从正态分布，即N(μr,σr); N(μs,σs),且知μr>μs,当σr增大时，零件的可靠度（B ）A.提高B.降低C.不变D.不定41. 某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ＝0.002，则该产品的平均寿命为（C ）A.200B.1000C.500D.200042. 要提高可靠性的置信度，不应（B ）A.增加强度的样本容量B.加大强度的标准差C.减少应力的均值D.增加应力的样本容量43. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（B ）A ．R S ＝∑=---n r i i i n i n n R R C )1(B ．R S ＝∑=--n i r r n r n R RC 0)1(C ．R S ＝r r n r n R R C )1(--D ．R S ＝∑=---r i r r n r n R R C0)1(144. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（ A ）A ．R S ＝∑=---n r i i i n i n n R R C )1(B ．R S ＝∑=--n i r r n r n R RC 0)1(C ．R S ＝r r n r n R R C )1(--D ．R S ＝∑=---r i r r n r n R R C0)1(145. 对于2／3表决系统，下列情况中，系统不能正常工作的是（ A ）A ．a 、b 失效，c 正常B ．a 失效，b 、c 正常C ．a 、b 、c 正常D ．a 、b 正常，c失效46. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，恰好有r 台设备失效时系统的可靠度为（C ）A ．R S ＝∑=--r i r r n r n R R C 0)1(B ．R S ＝∑=--n i r r n r n R RC 0)1(C ．R S ＝r r n r n R R C )1(--D ．R S ＝∑=---r i r r n r n R R C0)1(147. 根据强度—应力干涉理论可以判定，当强度均值r 等于应力均值 s 时，则零件可靠度R 的值（C ） A ．小于0.5 B ．大于0.5 C ．等于0.5 D ．等于148. N 个产品进行可靠性试验，在t ～t ＋△t 时间内的失效数为N f (t )，t 时刻的累积失效数N f (t )，则t 时刻的存活频率为（A ）A ．N t N N f )(- B ．N t N f )( C ．tN t N f ∆∆)( D ．t t N N t N f f ∆∆)]([)(- 49. 在t ～t ＋△t 的时间间隔内的平均失效密度f (t )表示（ B ）A ．平均单位时间的失效频数B ．平均单位时间的失效频率C ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生失效的概率D ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生的失效数与仍在正常工作的数之比50. 设试验数为N 0，累积失效数为N f (t)，仍正常工作数N s (t)，则存活频率是指（B ）A ．0)(N t N f B ．0)(N t N s C ．)()(t N t N f s D ．)()(t N t N s f二、填空题151.计算机辅助设计(CAD)是指人们在计算机的软件和硬件辅助下，对产品或工程进行设计、绘图、分析计算或编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。
现代设计方法简答题
现代设计方法简答题现代设计方法简答题集1.参数化绘图有何优点，常用的实现方法有那几种参数化绘图的优点是使得设计图可以随着某些结构尺寸的修改和使用环境的变化而变化，工作效率高。
常用的设计方法又：作图规则匹配法、几何作图局部求解和辅助线作图法。
2.参数化绘图方法中的几何作图局部求解法的核心思想是：1)在交互作图过程中随时标注每个新增加几何元素的自由度和所受的约束关系；2)判断几何求解的局部条件是否充分，通过遍历检测，依次解出条件成熟的元素参数；3)当图形的尺寸标注完整时，用批处理程序经过多遍扫描，解出绘图需要的所有未知数。
3.什么是优化设计？简述优化设计的分类。
答：优化设计亦称为最优化设计，它是以数学规划理论为基础，以电子计算机为辅助工具的一种设计方法。
宏观世界首先将设计按规定的格式建立数学模型，并选择合适的优化方法，选择或编制计算机程序，然后通过电子计算机计算自动获得最优化设计方案。
优化方法大体上可分为两类：（1）计算目标函数值，比较目标函数值，并以之作为抚今迭代、收敛根据的方法。
（2）变量函数极值理论为基础利用目标函数的以性态，并以之作为寻优、迭代收敛根据的方法。
4.最常用的数据模型有那几种？其特点各是？1）层次性。
指记录间是树型的组织结构。
它体现了记录间的“一对多”的关系。
具有结构简单。
清晰的特点，适用于记录之间本身就存在一种自然的层次关系，但是它难于处理记录之间的复杂关系。
2）网络型。
指事物之间为网络的结构组织。
它体现了记录之间的“多对多”的关系。
网络型机构能处理事物之间非常复杂的关系，但是模型结构也是极其复杂的3）关系型。
它是以集合论中的“关系”的概念为理论基础，指把信息集合定义为一张二维的组织结构，每一张二维表成为一个关系，表中的每一行为一个记录，每一列为数据项。
关系型的模型结构组织比较简单但是能处理复杂的事物之间的联系。
5.什么是数据模型？常用的数据模型有哪三种？答：数据模型是指数据库内部数据的组织方式，它描述了数据之间的各种联系，也是数据的高度结构化的表现。
自考现代设计方法简答题.
1.什么是CAD?什么是CAD 系统?(1CAD是指人们在计算机软件、硬件的辅助下对产品或工程进行设计、绘图、分析计算、修改和编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。
(2系统是一般把应用于CAD作业的计算机(中小型或微型计算机软件(计算机的操作系统、图形支撑软件和专用应用软件等及外围设备等总称为CAD系统。
2.与传统的设计方法相比, CAD技术的主要点有那些?(1制图速度快(2图样格式统一,质量高,促进设计工作规范化、系列化和标注化。
(3提高分析计算速度、能解决复杂的设计计算问题(4易于技术资料的保存和查找,修改设计快,缩短了产品的设计周期。
(5设计是可预估产品的性能,3.CAD的工作过程?(1定义产品的几何模型,进行零件的形状设计,一般用实体造型的方法建立图形的立体图形。
(2 转换为具体的数据(3根据后续工作抽取模型中的数据进行处理(3进行工程分析及计算(4进行详细设计(5编制全部设计文档、输出工程图。
4.CAD 系统大致分为几种类型?特点如何?(1集中式主机系统,优点有一个集中的数据库统一管理所有的数据,缺点①由于所有软件都存在主机里,一旦主机失误,将影响用户的工作②当计算量过大时,系统响应变慢,甚至出现个别终端等待现象(2分布式工程工作站系统。
这种系统的图形功能强,速度快,内存,外存容量大。
(3微型计算机系统计算能力和图形处理不如工程工作站,但是价格低使用方便。
5.CAD系统中的软件可以分为那几类?作用?(1系统软件,包括操作系统、计算机语言、网络通信及管理软件和数据库管理软件。
它是直接配合硬件工作,并对其它软件起支撑作用的软件,主要是操作系统和各种计算机语言(2支撑软件,它是支撑用户进行CAD工作的通用性软件(3专用应用软件,它是专门为适应用户特定使用条件需要而开发的软件。
6.支撑软件主要有那些?作用?(1基本图形资源软件,这是一种根据各种图形标准或规范实现的软件包,大多是供应用程序调用的图形子程序或函数库。
现代设计自学考试复习简答题
现代设计自学考试复习简答题一、什么是现代设计？现代设计是指在20世纪以后，随着工业革命和现代科技的快速发展，以及人们对生活和工作环境的需求不断变化，产生的一种新型的设计理念和方法。
它强调功能性、效率性、美观性、环保性和人性化，注重产品的整体性、创新性和可持续性。
二、现代设计与传统手工艺的区别是什么？现代设计与传统手工艺的区别在于其强调的功能主义和机械化的生产方式。
传统手工艺注重手工制作和技艺的传承，每个作品都是独一无二的。
而现代设计则更注重通过机器大批量生产，强调标准化、规范化和效率。
同时，现代设计更加注重从人的需求出发，强调人机交互和用户体验。
三、现代设计的主要原则是什么？现代设计的主要原则包括创新性、功能性、美观性、经济性、可持续性和人性化。
创新性是指设计需要不断推陈出新，以满足人们不断变化的需求；功能性是指设计需要满足人们的基本需求，同时具备可操作性和耐用性；美观性是指设计需要具备视觉上的美感，给人以愉悦的感受；经济性是指设计需要考虑成本和价格因素，以实现商业价值；可持续性是指设计需要考虑环境保护和资源利用的可持续性；人性化是指设计需要考虑人的生理、心理和行为特点，以提供舒适、安全和便捷的使用体验。
四、现代设计的意义是什么？现代设计的意义在于满足人们不断变化的生活需求，提高生活质量，推动经济发展和社会进步。
通过现代设计，人们可以更好地适应现代生活的快节奏和高效率，同时也可以提高产品的附加值和市场竞争力。
现代设计还可以促进文化传承和创新，推动社会进步和发展。
五、如何准备现代设计自学考试？准备现代设计自学考试需要从以下几个方面入手：1、制定学习计划：制定详细的学习计划，包括学习内容、时间安排和复习方法等。
2、系统学习知识：从基础理论入手，逐步深入学习现代设计的各个方面，包括设计原理、材料与工艺、人机交互、创新思维等。
3、注重实践操作：通过实践操作来巩固理论知识，提高实际操作技能。
4、行业动态：行业动态和发展趋势，了解最新的设计理念和技术成果。
自考《现代设计方法》试题及答案要点
自考《现代设计方法》试题及答案要点(总24页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-2四川自考《现代设计方法》习题一、单选题1. 在CAD 使用中，为了方便定义图形通常采用不同坐标系，在以下坐标系中，坐标系的定义域是连续且无界的是（ A ）A.世界坐标系B.显示器坐标系C.规格化设备坐标系D.绘图仪坐标系 2. 工程数据处理中，使用线性插值法完成（A ）A.一元插值B.二元插值C.曲线拟合D.曲线绘制 3. 三维几何造型是CAD 中的一种（A ）A.图形处理技术B.工程分析技术C.文档处理技术D.软件设计技术 4. CAD 系统中，支撑用户进行CAD 工作的通用性功能软件是（B ） A.系统软件 B.支撑软件 C.专用操作软件 D.专用应用软件5. 若在CAD 系统中，固定窗口参数，同时缩小视区高度和宽度，则视图内图形（B ）A.比例增大B.比例缩小C.左右移动D.上下移动6. CAD 系统中不是按其描述和存储内容的特征划分的几何模型（ D ） A.线框几何模型 B.表面几何模型 C.实体几何模型 D.曲面几何模型7. 世界坐标系、设备坐标系、规格化坐标系的转换关系是（ C ）A ．WC→DC→NDCB ．NDC→DC→WC C ．WC→NDC→DCD ．DC→WC→NDC 8. 参数化绘图在定义图形时关键是利用了图形的（ A ）A ．相似性B ．多样性C ．个别性D ．特殊性 9. 下列设备不属于CAD 作业输入设备的，有（ A ） A ．绘图仪 B ．键盘 C ．数字化仪 D ．光笔10. 为使窗口—视区变换后的图形在视区中输出而不失真，则（ C ） A ．yb xl W W =yb xl V V B ．yt xr W W =yt xr V V C ．yb yt xl xr W W W W --=yb yt xlxr V V V V -- D ．yt xr yb xl V V W W --=ytxr yb xl W W V W --11. 平面问题的弹性矩阵与材料的（ D ）A.弹性模量有关，泊松比无关B.弹性模量无关，泊松比有关C.弹性模量和泊松比都无关D.弹性模量和泊松比都有关12. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s nml r j i h q f ed p c b a T ，中l 表示产生的（D ）A.比例变换B.对称变换C.错切变换D.平移变换313. 二维图形比例变换矩阵中⎥⎦⎤⎢⎣⎡=d a T 00，可有（C ） =0,d=1 B. a=1,d=0 C. a=d=1 D. a=d=014. 已知变换矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=100020001T ，则图形将在（ B ） A ．X 方向放大2倍 B ．Y 方向放大2倍 C ．X 方向平移2 D ．Y 方向平移215. 三维图形变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=s nml r j i h q f ed p c ba T 中，[l m n ]表示产生（ D ） A ．比例变换 B ．对称变换 C ．错切变换 D ．平移变换16. 一个多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，则该点为极小点的充分条件是（ B ）A.0*)(=∇x FB.0*)(=∇x F ，H(x*)正定 (x*)＝0 D.0*)(=∇x F ，H(x*)负定17. 内点罚函数法的特点是（ B ）A.能处理等式约束问题B.初始点必须在可行域内C. 初始点可以在可行域外D.后面产生的迭代点序列可以在可行域外 18. 对于一个无约束优化问题，若其一阶、二阶偏导数易计算，且计算变量不多(n≤20)，宜选用的优化方法是（ A ）A.拟牛顿法 B.变尺度法 法 D.二次插值法419. 设计体积500cm 3的圆柱形包装盒，按用料最省的原则要确定其高度H 和直径D ，其设计变量是（ B ）A.重量 B.直径 C.面积 D.体积20. 多元函数F(X)在点x*附近偏导数连续，0*)(=∇x F ，H(x*)负定，则该点为F(X)的（ A ）A.极大值点B. 极小值点C.鞍点D.不连续点21. 在单峰搜索区间[x 1, x 3](x 1<x 3)内，取一点x 2，用二次插值法计算得x 4 (在[x 1,x 3]内，若x 2>x 4,并且函数F(x 4)<F(x 2)，则取新区间为（C ） A. [x1, x4] B. [x2, x3] C. [x1, x2] D. [x4, x3] 22. 下列特性中，梯度法不具有的是（ A ） A.二次收敛性 B.要计算一阶偏导数C.对初始点的要求不高D.只利用目标函数的一阶偏导数值构成搜索方向 23. 对于极小化F(x)，而受限于约束g μ(x)≤0(μ= 0,1,2,…,m)的优化问题，其内点罚函数表达式为（ A ）A.∑=-=Φmk k X g rX F rX 1)()()(/1)(),(μμ B.∑=+=Φmk k X g r X F r X 1)()()(/1)(),(μμC.∑=-=Φmk k X g rX F r X 1)()()](,0max[)(),(μμ D.∑=-=Φmk k X g rX F r X 1)()()](,0min[)(),(μμ 24. 设X =(X 1, X 2,…, X n )，R n 为维欧氏空间，则下述正确的是（A ） A ．设计空间是 n 维欧氏空间R n B ．设计空间是 n 维欧氏空间R n 中落在可行域内的部分5C ．设计变量在具体设计问题中的迭代值是唯一的D ．设计变量是指设计对象中用到的所有变量25. 函数22),(1323121+-+=x x x x x F 在点T x }2,1{=处的梯度是（ A ） A. T }12,1{ B.T }1,8{ C. T }3,1{ D.T }8,0{26. 对于 n 维正定二次函数，沿一组共轭方向依次作一维搜索，当达到极值点时，最多需要搜索（ B ）A ．n ＋1 次 B ．n 次 C ．n －1次 D ．2n 次27. 函数F (X )为在区间［10，20］内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点13和16，若F (13)＜F (16)，则缩小后的区间为（ C ）A ．［13，16］B ．［10，13］C ．［10，16］D ．［16，20］ 28. 梯度法与变尺度法所具有的收敛性分别为（ C ）A ．一次收敛性．一次收敛性B ．二次收敛性．二次收敛性C ．一次收敛性．二次收敛性D ．二次收敛性．一次收敛性29. 设F (X )为区间(0,3)上的单峰函数，且F (1)=2、F (2)=，则可将搜索区间(0,3)缩小为（ D ）A ．(0,2)B ．(1,2)C ．(2,3)D ．(1,3) 30. 求f(x 1,x 2)＝2x 12-8x 1+2x 22-4x 2+20的极值及极值点（B ）A. x*=[1，1]T 12B. x*=[2，1]T 10C. x*=[2，2]T 12D. x*=[1，0]T 1431. 串联系统的失效模式大多服从（ D ）6A.正态分布B.对数正态分布C.指数分布D.威布尔分布 32. 抽取100只灯泡进行实验，灯泡工作到50小时有12只损坏，工作到70小时有20只损坏，从50小时到70小时这段时间内灯泡的平均失效密度是（ C ） 由三个相同的元件组成的并联系统，系统正常工作的条件是至少有两个元件处于正常工作状态，每个元件的可靠度为R=，则系统的可靠度为（A ）当转换开关的可靠度为1时，非工作冗余系统的可靠度为R1, 工作冗余系统的可靠度为R2，则R1与R2之间的关系为（ B ）A. R1＜R2 B. R1＞R2 C. R1= R2 D. R1≤R2 35. 下列可靠性指标关系式不正确的是（C ）A ．dtt dF t f )()(= B ．1)()(=+t F t R C ．⎰∞=tdt t tf t R )()( D ．⎰∞=0)(dt t tf T36. 正态分布中的标准差是（ A ）A.表征随机变量分布的离散程度B.表征随机变量分布的集中趋势C.决定正态分布曲线的位置D.影响正态分布曲线的对称性 37. 若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T 可表为（ D ） A.⎰tdt t f 0)( B.⎰∞tdt t f )( C.⎰∞tdt t f t f )()( D.⎰∞0)(dt t tf38. 随机变量A 和B 均服从正态分布，即A=N(μ1,σ1)；A=N(μ2,σ2),则随机变量A 在(μ1-2σ1)～(μ1-σ1)之间分布的百分数与随机变量B 在(μ2+σ2)～(μ2+2σ2)之间分布的百分数（ D ）A.之比为-σ1/σ2B.之比为σ1/σ2C.之比为-σ2/σ1D.相等739. 标准正态分布是定义为（ C ）A.μ＝1，σ＝的正态分布B.μ＝1，σ＝1的正态分布C.μ＝0，σ＝1的正态分布D.μ＝，σ＝1的正态分布40. 零件的强度和应力均服从正态分布，即N(μr ,σr ); N(μs ,σs ),且知μr >μs ,当σr 增大时，零件的可靠度（ B ）A.提高B.降低C.不变D.不定41. 某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ＝，则该产品的平均寿命为（C ）42. 要提高可靠性的置信度，不应（B ）A.增加强度的样本容量B.加大强度的标准差C.减少应力的均值D.增加应力的样本容量43. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（B ） A ．R S ＝∑=---nr i ii n i n n R R C )1( B ．R S ＝∑=--ni r rn r n R RC)1(C ．R S ＝rr n r n R R C )1(-- D ．R S ＝∑=---ri r rn r n R RC)1(144. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，若系统允许 r 台设备失效仍认为正常工作，则该系统的可靠度函数R S 为（ A ） A ．R S ＝∑=---nr i iin i n n R R C )1( B ．R S ＝∑=--ni r rn r n R RC)1(8C ．R S ＝rr n r n R R C )1(-- D ．R S ＝∑=---ri r rn r n R RC)1(145. 对于2／3表决系统，下列情况中，系统不能正常工作的是（ A ）A ．a 、b 失效，c 正常B ．a 失效，b 、c 正常C ．a 、b 、c 正常D ．a 、b 正常，c 失效46. N 台具有相同可靠度为R 的设备组成系统，恰好有r 台设备失效时系统的可靠度为（C ） A ．R S ＝∑=--ri rrn r n R R C 0)1( B ．R S ＝∑=--ni r rn r n R RC)1(C ．R S ＝rrn r n R R C )1(-- D ．R S ＝∑=---ri r rn r n R R C 0)1(147. 根据强度—应力干涉理论可以判定，当强度均值 r 等于应力均值 s 时，则零件可靠度R 的值（C ）A ．小于B ．大于C ．等于D ．等于1 48. N 个产品进行可靠性试验，在t ～t ＋△t 时间内的失效数为N f (t )，t 时刻的累积失效数N f (t )，则t 时刻的存活频率为（A ） A ．Nt N N f )(- B ．Nt N f )( C ．t N t N f ∆∆)( D ．tt N N t N f f ∆∆)]([)(- 49. 在t ～t ＋△t 的时间间隔内的平均失效密度f (t )表示（ B ） A ．平均单位时间的失效频数 B ．平均单位时间的失效频率 C ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生失效的概率9D ．产品工作到t 时刻，单位时间内发生的失效数与仍在正常工作的数之比 50. 设试验数为N 0，累积失效数为N f (t)，仍正常工作数N s (t)，则存活频率是指（B ） A ．0)(N t N f B ．0)(N t N s C ．)()(t N t N f s D ．)()(t N t N s f二、填空题151. 计算机辅助设计(CAD)是指人们在计算机的 软件和硬件 辅助下，对产品或工程进行设计、绘图、分析计算或编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。
2022年10月自考《02200现代设计方法》试题
绝密★启用前2022年10月高等教育自学考试全国统一命题考试现代设计方法(课程代码02200)注意事项：1. 本试卷分为两部分，第一部分为选择题，第二部分为非选择题。
2. 应考者必须按试题顺序在答题卡(纸)指定位置上作答，答在试卷上无效。
3. 涂写部分、画图部分必须使用2B 铅笔，书写部分必须使用黑色字迹签字笔。
第一部分选择题一、单项选择题：本大题共10小题，每小题2分，共20分。
在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题目要求的，请将其选出。
1. 以下阶段成果，属于产品规划阶段成果的是A. 原理方案简图B. 可行性报告C. 主要零件图D. 生产图样2. 以下不同类型的设计工作，属于适应性设计的是A. 最初的洗衣机设计B. 最初的电视机设计C. 汽车发动机中将传统的化油器更换成汽油喷射装置D. 不同规格的自行车设计3. 人机交互工作方式是CAD 系统的主要工作方式，以下设备中属于输入设备的是A. 激光扫描仪B. 打印机C. 绘图机D. 图形显示器4. 以下二维基本变换矩阵中，对原点对称变换矩阵是....5. 约束优化方法对约束条件的处理有多种方法，属于间接法的是A. 罚函数法B. 复合形法C. 牛顿法D. 简约梯度法6. 梯度法是一种较为传统的优化问题求解方法，迭代计算比较简单，只需求A. 海赛矩阵B.K-T 条件C. 一阶偏导数D. 二阶偏导数7. 载荷是外界作用在弹性体上的力，以下各力不属于作用于弹性体上的载荷的是A. 体力B. 正应力C. 面力D. 集中力8.有限元法中，作用在结构上的真实载荷按原则向节点移置，化为等效节点载荷。
A. 离散B. 分片插值C. 静力等效D. 杠杆9. 工作冗余系统正常工作时，组成系统的零件中零件参加工作。
A. 某一个B. 部分C. 大部分D. 全部10. 等同分配法与其他的可靠度分配方法相比，优点是A. 准确性高B. 可靠度大C. 适用范围广D. 计算简单二、多项选择题：本大题共4小题，每小题3分，共12分。
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1. 什么是CAD？什么是CAD系统？（1）CAD是指人们在计算机软件、硬件的辅助下对产品或工程进行设计、绘图、分析计算、修改和编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。
（2）系统是一般把应用于CAD作业的计算机（中小型或微型计算机）软件（计算机的操作系统、图形支撑软件和专用应用软件等）及外围设备等总称为CAD系统。
2.与传统的设计方法相比，CAD技术的主要点有那些？（1）制图速度快（2）图样格式统一，质量高，促进设计工作规范化、系列化和标注化。
（3）提高分析计算速度、能解决复杂的设计计算问题（4）易于技术资料的保存和查找，修改设计快，缩短了产品的设计周期。
（5）设计是可预估产品的性能，3 .CAD的工作过程？（1）定义产品的几何模型，进行零件的形状设计，一般用实体造型的方法建立图形的立体图形。
（2）转换为具体的数据（3）根据后续工作抽取模型中的数据进行处理（3）进行工程分析及计算（4）进行详细设计（5）编制全部设计文档、输出工程图。
4.CAD 系统大致分为几种类型？特点如何？（1）集中式主机系统，优点有一个集中的数据库统一管理所有的数据，缺点①由于所有软件都存在主机里，一旦主机失误，将影响用户的工作②当计算量过大时，系统响应变慢，甚至出现个别终端等待现象（2）分布式工程工作站系统。
这种系统的图形功能强，速度快，内存，外存容量大。
（3）微型计算机系统计算能力和图形处理不如工程工作站，但是价格低使用方便。
5555.CAD系统中的软件可以分为那几类？作用？（1）系统软件，包括操作系统、计算机语言、网络通信及管理软件和数据库管理软件。
它是直接配合硬件工作，并对其它软件起支撑作用的软件，主要是操作系统和各种计算机语言（2）支撑软件，它是支撑用户进行CAD工作的通用性软件（3）专用应用软件，它是专门为适应用户特定使用条件需要而开发的软件。
6666.支撑软件主要有那些？作用？（1）基本图形资源软件，这是一种根据各种图形标准或规范实现的软件包，大多是供应用程序调用的图形子程序或函数库。
（2）二维、三维绘图软件，这类软件主要解决零件图的详细设计问题，输出符合工程要求零件图或装配图（3）几何造型软件这类软件主要解决零部件的结构设计问题，储存它们的三维几何数据及相关信息（4）工程分析和计算软件它解决各种数学计算问题（5）文档制作软件，这类软件可以快速生成设计结果的各种报告、表格、额、文件、说明书等还应该支持汉字处理。
7777.什么是软件工程？软件工程开发软件大概要经过那些阶段？软件工程是采用工程化的方法进行软件开发，阶段；需求分析和可行性研究阶段，系统功能和系统结构设计阶段，程序设计和编写阶段，软件测试阶段，使用和维护阶段。
8.8.8.8.坐标系、采用规格化设备坐标系有什么好处？（1用户坐标系；又称世界坐标系，是最常用的坐标系，符合右手定则的直角坐标系，用来定义用户在二维平面、三维世界中的物体。
（2设备坐标系；图形输出设备自身都有的一个坐标系，又称物理坐标系（3规格化设备坐标系；为了便于图形处理，引入了与设备无关的规格化的设备坐标系，采用一种无量纲的单位代替设备坐标系，当图形输出时再转化为具体的设备坐标系。
好处是用户的图形数据经转换成规格化的设备坐标系中的值，使应用程序与图形设备隔离开，增强了应用程序的可移植性。
9.9.9.9.CAD系统常用的几何建模方法有几种？特点？有三种（1）线框几何模型；是利用物体的棱边和顶点来表示其几何形状的一种模型，机构简单、易于处理，其输出入可通过键盘输入线段两端点的坐标值来实现，线框模型完全适合于从任何方向输出的三视图和透视图。
但难以用来输出物体的剖面图、消隐处理以及画出两个面的交线后轮廓线。
（2表面几何模型；是在线框的基础上发展起来的。
由于表面模型描述了形体的各个面，故可以与图形有关的大多数问题（3）实体几何模型；它储存完整的三维几何信息，可以区分物体的外部和内部，可以提取各部分几何位置和相互关系信息自动计算生成剖面图，自动进行物性计算，支持三维有限元网格自动剖分等。
10101010.窗口和剪裁的定义及作用？（1窗口；是在用户坐标系中定义的确定显示的内容的一个矩形区域，只有在这个区域内的图形才能在设备坐标系下输出，而窗口之外的部分则被裁剪。
剪裁；把选择可见信息的方法称为剪裁。
（2作用；利用窗口和剪裁把窗口内的图形信息输出，而窗口外的部分则不输出，这样就可以把指定的局部图形从整体中分离出来。
11 111111.在消隐处理中，检验规则有那些，原理？（1面可见性测试，又称为法线方向测试，对于凸多面体来讲，可以利用平面的法矢来判断平面的可见性。
（2最大最小测试，这种测试又叫重叠测试或边界盒测试，用来检查两个多边形是否重叠，这种测试提供了一个快速方法来判断两个多边形不重叠。
（3包含性测试，对于不满足最大最小测试的两个多边形，除了由于相交而产生遮挡外，还可能由于一个多边形包容另一个多边形而产生遮挡现象。
（4深度测试，是用来测定一个物体遮挡其它物体的基本方法，常用的也是最简单的深度测试方法为优先级测试。
12.12.12.12.三维造型中B-rep方法，CSG方法的基本思想？（1译为边界表示法，思想是集合实体都是由若干边界外表面包容的，可以通过定义和全面存储这些边界外表面信息的方法建立集合实体模型。
（2译为体素构造法，思想是各种各样形状几何形体都可以由若干基本单元实体，经过有限次形状集合运算构建得到。
13131313.剪裁算法中Cohen-Sutherland算法原理？答；该算法也叫编码剪裁法，算法分为两步（1 先确定一条线段是否整个位于窗口内，若不是，则确定给线段是否整个位于窗口外，若是则舍弃（2如果第一步的判断均不成立，那么就通过窗口边界所在的直线将线段分成两部分，再对每一部分进行第一步的测试。
14.14.14.14.什么是数据库？主要特征是什么？是为满足某一组织中多个用户的多中需要，在计算机系统上按照一定的数据模型组织、存储和使用的相互关联的数据集合，由一系列各种组织形式的数据文件组成，特征为（1实现了数据共享，减少了数据冗余（2数据储存结构化（3增强了数据的独立性（4加强了对数据的保护11115555数据模型有几种？特点？（1层次型指记录间是树型的组织结构，体现了记录间的一对多的关系（2网络型指事物之间为网络的组织结构，体现了事物间的多对多的关系（3关系型指以集合论中的关系的概念为理论基础，指把信息集合定义为一张二维表的组织结构，每一张二维表称为一个关系，每一行称为一个记录，每一列为数据项。
11116666.梯度法和共轭梯度法的基本原理和特点？梯度法又称最速下降法，基本原理是在迭代点附近采用使目标函数值下降最快的负梯度方向作为搜索方向，求目标函数的极小值，特点；迭代计算简单，只需求一阶偏导数，所占的存储单元少，对初始点的要求不高，在接近极小点位置时收敛速度很慢，共轭的特点为在梯度法靠近极值点收敛速度放慢时，它可以构造共轭方向使其收敛速度加快，迭代计算比较简单，效果好，在每一步迭代过程中都要构造共轭的、方向，比较繁琐。
11117777.迭代终止准则有那三种？1）当设计变量在相邻两点之间的移动距离充分小时，可用相邻两点的矢量差的模作为终止的判据，2）当相邻两点目标函数值之差达到充分小时，可用两次迭代的目标函数之差作为终止判据。
3）当迭代点逼近极值点时，目标函数在该点的梯度已达到充分小时，可用梯度的模作为终止判据。
11118888.无约束设计法，1）powell法，它是在下降迭代过运算中只需计算和比较目标函数值的大小，不需计算偏导数的方法，是较好的一种直接搜索算法。
2）梯度法，又称最速下降法，它是采用使目标函数值下降最快的负梯度方向作为搜索方向来求目标函数的极小值。
3）共轭梯度法，又称FR法，是利用目标函数的梯度确定共轭方向，使得计算简便而效果好，只需利用相邻两点的梯度就可以构造一个共轭方向，这种方式产生共轭方向并进行迭代的算法称为共轭梯度法。
4）变尺度法，又称DFP法，为了得到既有快速收敛的性质，又能避免计算二阶导数矩阵及逆矩阵，减少计算工作量。
迭代公式X=X+aS,11119999.有约束设计法？1）复合形法，在可行域中选取k个设计点作为初始复合形的顶点，然后比较复合形个各项目标函数值的大小，其中目标函数值最大的点为坏点，以坏点之外其余各点的中心为映射中心，寻坏点的映射点，以映射点替换坏点，并与原复合型除坏点之外其余各点构成就k顶点的新的复合型，这样反复迭代直到达到精度找到最优点，2）简约梯度法，用来解决线性约束非线性规划问题。
3）罚函数法，是把一个有约束的问题转化为一系列无约束的问题求解，逐渐逼近最优值。
20202020.有限元分析为什么要采用半带宽储存？（单元尺寸越小，单元数越多，分析计算精度越高单元数越多，总体刚度矩阵的阶数越高，所需计算机的内存越大，（2总体刚度具有对称性、稀疏性、奇异性以及非零元素带型分布的规律。
（3 只储存主对角线元素以及上三角中带宽的斜带形区内的元素，可以大大减少所需内存量。
22221111.可靠性工程包括的三个方面？（1可靠性设计，包括设计方面的分析，对比评价，必要时也包括可靠性实验，生产制造中的质量控制设计及使用维修规程的设计。
（2可靠性分析，主要是失效分析，也包括故障分析（3可靠性数学，这是数理统计方法在开展可靠性工作中发展起来的数学分支。
22222222 机械CAD支撑软件三类？包括什么软件？（1解决几何图形设计问题，（2解决工程分析与计算问题（3解决文档写作与生成问题，包括基本图形资源软件，二维三维绘图软件，几何造型软件，工程分析及计算机软件，文档制作软件。
22223333.有限元法求解的步骤？（1对整个结构进行简化，将其分割成若干个单元，单元间彼此通过节点相连（2求出各单元的刚度矩阵（3集成总体刚度矩阵和写出总体平衡方程（4引入支承条件，求出每个节点的位移（5求出各单元内的应力和应变。
22224444.常用的可靠度分配方法有那三种？原则是什么？（1等同分配法，它是按照系统中各单元的可靠度相等的分配原则进行分配（2加权分配法，把各子系统在整体系统中的重要度以及各子系统的复杂度作为权重来分配可靠度（3最优分配法，全面考虑各种因素的影响，来用优化方法分配可靠度。
22225555简述故障树分析的步骤？故障树也叫也叫失效树分析，是分析的有力工具，（1在充分熟悉系统的基础上，建立故障树（2进行定性分析，识别系统的薄弱环节（3进行定量分析，对系统的可靠性作出评价，22226666与传统设计方法相比，可靠性设计有哪些特点？（1传统的设计是将安全系数作为衡量安全与否的指标，但安全系数的大小并没有同可靠度直接挂钩，这就有很大的盲目性（2把设计变量视为确定性的单值变量并通过确定性的函数进行计算，而可靠性设计是把设计变量视为随机变量进行运算（3可靠性设计中由于应力和强度都是随机变量，所以判断零件是否可靠安全，就以强度大于应力的概率大小来表示（4传统的设计是以零件的安全或失效作为研究内容，可靠性设计是传统设计的延伸与发展。